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JPH01193056A - Fuel injection rate control device for diesel engine - Google Patents

Fuel injection rate control device for diesel engine

Info

Publication number
JPH01193056A
JPH01193056A JP1641188A JP1641188A JPH01193056A JP H01193056 A JPH01193056 A JP H01193056A JP 1641188 A JP1641188 A JP 1641188A JP 1641188 A JP1641188 A JP 1641188A JP H01193056 A JPH01193056 A JP H01193056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
diesel engine
fuel
chamber
warm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1641188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Yanagihara
弘道 柳原
Yoshimitsu Henda
良光 辺田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP1641188A priority Critical patent/JPH01193056A/en
Publication of JPH01193056A publication Critical patent/JPH01193056A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress sticking of fuel mist to a wall surface of a combustion chamber so as to improve a warming-up performance, in warming-up of a diesel engine by increasing/decreasing the capacity of a variable capacity chamber interconnected to a pressurizing chamber of a fuel injection pump and rapidly changing a fuel injection rate. CONSTITUTION:There are provided a fuel injection pump M2 having a pressurizing chamber for pressurizing a pressure of fuel supplied to a diesel engine M1 and a variable capacity chamber interconnected to the pressurizing chamber and a means M3 for changing the capacity of the variable capacity chamber according to the command from the outside. Further, there are provided a means M1 for judging if the diesel engine M1 is in a warming-up state according to the operating state of the diesel engine M1 and a means M5 for outputting a control command to increase/decrease the capacity of the variable capacity chamber by a predetermined number, per the fuel injecting period of the diesel engine M2, when the diesel engine M2 is judged as a warming-up state by the means M4.

Description

【発明の詳細な説明】 a旦廊呂1n [産業上の利用分野] 本発明は、暖機時に有効なディーゼル機関の燃料噴射率
制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel injection rate control device for a diesel engine that is effective during warm-up.

[従来の技術] 従来より、ディーゼル機関の燃料噴射ポンプに内設され
た加圧室と連通ずる可変容積室を設け、該可変容積室の
容積を積層型圧電アクチュエータ等により増減して燃料
の噴射率を調節する5、所謂、燃料噴射率制御を行なう
技術が知られている。このような技術として、例えば、
次のようなものが提案されている。すなわち、 (1) ディーゼル機関の燃料噴射ポンプの加圧室に連
通ずる圧力室にピエゾスタックを介挿し、該ピエゾスタ
ックに印加する電圧に応じて前記圧力室の圧力を調節し
、ディーゼル機関の作動パラメータに応じた最適なフィ
ードバック制御により燃料噴射率を制御する「ディーゼ
ル機関における燃料噴射率制御装置」 (特開昭59−
18249号公報)。
[Prior Art] Conventionally, a fuel injection pump for a diesel engine has been provided with a variable volume chamber that communicates with a pressurizing chamber installed therein, and fuel is injected by increasing or decreasing the volume of the variable volume chamber using a stacked piezoelectric actuator or the like. Techniques for adjusting the fuel injection rate 5, so-called fuel injection rate control, are known. Examples of such technologies include, for example,
The following are proposed: That is, (1) A piezo stack is inserted into a pressure chamber that communicates with a pressurizing chamber of a fuel injection pump of a diesel engine, and the pressure of the pressure chamber is adjusted according to the voltage applied to the piezo stack, thereby controlling the operation of the diesel engine. ``Fuel injection rate control device for diesel engines'' that controls the fuel injection rate through optimal feedback control according to parameters
18249).

(2) 燃料噴射ポンプの燃料を加圧するポンプ室内の
燃料圧力が一定の圧力を越えた所定の時間に、上記ポン
プ室に連通ずる可変容積室の容積を電歪式アクチュエー
タにより増大し、燃料の噴射率を低下させ、制御精度の
高いパイロット噴射を行なう「ディーゼル機関用燃料噴
射率制御装置」(特開昭61−25925号公報)。
(2) At a predetermined time when the fuel pressure in the pump chamber that pressurizes the fuel of the fuel injection pump exceeds a certain pressure, the volume of the variable volume chamber communicating with the pump chamber is increased by an electrostrictive actuator, and the fuel is increased. ``Fuel injection rate control device for diesel engines'' that lowers the injection rate and performs pilot injection with high control accuracy (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 61-25925).

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記従来技術は、ディーゼル機関の始動、暖機
完了後の通常運転状態において、効果を発揮する燃料の
噴射率制御を実現するものであり、暖機状態における性
能向上に関しては、同等考慮されていなかった。一般に
、暖機状態では、ディーゼル機関の燃焼室壁面温度が未
だ低いので、燃料噴射ポンプから噴射された燃料噴霧の
微粒化を促進し、該壁面に付着し難くするのが望ましい
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional technology realizes fuel injection rate control that is effective in the normal operating state after the diesel engine has started and warmed up. No equal consideration was given to improving performance in Generally, in a warm-up state, the temperature of the wall surface of the combustion chamber of a diesel engine is still low, so it is desirable to promote atomization of the fuel spray injected from the fuel injection pump to make it difficult to adhere to the wall surface.

しかし、従来技術では、上記のような配慮がなされてい
ないため、燃料噴霧が壁面に付着し易く、速やかに暖機
状態を完了させられなかった。
However, in the conventional technology, since the above considerations are not taken, fuel spray tends to adhere to the wall surface, and the warm-up state cannot be completed quickly.

上記のように、暖機状態で燃料噴霧の燃焼室壁面付着が
発生すると、低温のため燃料が蒸発し難いので、燃焼室
内部で適切な混合気を生成するのが困難になり、円滑な
燃焼状態の継続が妨げられていた。
As mentioned above, if fuel spray adheres to the combustion chamber wall during warm-up, the low temperature makes it difficult for the fuel to evaporate, making it difficult to generate an appropriate air-fuel mixture inside the combustion chamber, resulting in smooth combustion. The continuation of the condition was prevented.

また、上記のように、暖機状態では円滑な燃焼状態が行
なわれ難いため、排気中に未燃燃料が比較的多く含有さ
れるので、白煙が排出されたり、刺激臭が発生する等の
問題もあった。
In addition, as mentioned above, it is difficult to achieve smooth combustion when the engine is warmed up, so the exhaust gas contains a relatively large amount of unburned fuel, resulting in white smoke and irritating odors. There were also problems.

本発明は、簡単な構成で、暖機状態でも排気特性を悪化
させない好適な燃料噴射を実現可能なディーゼル機関の
燃料噴射率制御装置の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a fuel injection rate control device for a diesel engine that has a simple configuration and can realize suitable fuel injection that does not deteriorate exhaust characteristics even in a warm-up state.

発明の構成 [課題を解決するための手段] 上記問題を解決するためになされた本発明は、第1図に
例示するように、 ディーゼル機関M1に供給する燃料の圧力を昇圧する加
圧室および該加圧室に連通ずる可変容積室を有する燃料
噴射ポンプM2と、 上記可変容積室の容積を、外部からの指令に従フて変更
する容積変更手段M3と、 上記ディーゼル機関M1の運転状態に基づいて、該ディ
ーゼル機関M1が暖機状態にあるか否かを判定する暖機
状態判定手段M4と、 該暖機状態判定手段M4により111機状態にあると判
定されたときは、上記燃料噴射ポンプM2の燃料噴射期
間毎に、上記可変容積室の容積を所定回数増減変更させ
る指令を上記容積変更手段M3に出力する制御手段M5
と、 を備えたことを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射率
制御装置を要旨とするものである。
Structure of the Invention [Means for Solving the Problems] The present invention, which has been made to solve the above problems, includes a pressurizing chamber for increasing the pressure of fuel supplied to the diesel engine M1, and a fuel injection pump M2 having a variable volume chamber communicating with the pressurizing chamber; a volume changing means M3 for changing the volume of the variable volume chamber in accordance with an external command; a warm-up state determining means M4 that determines whether the diesel engine M1 is in a warm-up state based on the warm-up state; and when the warm-up state determining means M4 determines that the diesel engine M1 is in the 111 engine state, the fuel injection control means M5 for outputting a command to increase or decrease the volume of the variable volume chamber a predetermined number of times to the volume changing means M3 every fuel injection period of the pump M2;
The gist of the present invention is a fuel injection rate control device for a diesel engine, which is characterized by comprising: and.

ここで、燃料噴射ポンプM2の可変容積室とは、例えば
、加圧室に併設されていても良く、また、例えは、加圧
室とディーゼル機関とを接続する管路に連通ずるよう設
けられていても良い。
Here, the variable volume chamber of the fuel injection pump M2 may be, for example, installed alongside a pressurizing chamber, or may be, for example, provided so as to communicate with a pipe connecting the pressurizing chamber and the diesel engine. You can leave it there.

容積変更手段M3とは、可変容積室の容積を外部からの
指令に従って変更するものである。例えば、積層された
圧電素子に駆動回路を介して高電圧電源から電荷を供給
して伸縮させる圧電アクチュエータにより実現できる。
The volume changing means M3 changes the volume of the variable volume chamber according to an external command. For example, it can be realized by a piezoelectric actuator that supplies charge from a high voltage power source to stacked piezoelectric elements via a drive circuit to expand and contract them.

ここで、圧電素子とは、電荷を加えると歪を生じる性質
(所謂、逆圧電効果)を有するものであり、例えば、P
ZT等のセラミックの積層体、ポリマー系圧電材料から
成る素子、水晶から成る素子等であっても良い。
Here, the piezoelectric element has the property of causing distortion when an electric charge is applied (so-called inverse piezoelectric effect), for example, P
It may be a ceramic laminate such as ZT, an element made of a polymer piezoelectric material, an element made of quartz, or the like.

暖機状態判定手段M4とは、ディーゼル機関M1の運転
状態に基づいて、ディーゼル機関M1が暖機状態にある
か否かを判定するものである。例えば、スタータ信号、
ディーゼル機関M1のシリンダブロック壁面温度等に基
づいて暖機状態にあるか否かを判定するよう構成できる
。また、例えは、スタータ信号、ディーゼル機関M1の
冷却水温度、あるいは、スタータ作動時からの経過時間
等、ディーゼル機関M1の燃焼室温度を代表可能な諸量
に基づいて判定することもできる。
The warm-up state determining means M4 determines whether the diesel engine M1 is in a warm-up state based on the operating state of the diesel engine M1. For example, starter signal,
It can be configured to determine whether the diesel engine M1 is in a warm-up state based on the cylinder block wall surface temperature, etc. of the diesel engine M1. Further, the determination can be made based on various quantities that can represent the combustion chamber temperature of the diesel engine M1, such as the starter signal, the cooling water temperature of the diesel engine M1, or the elapsed time since the starter was activated.

制御手段M5とは、暖機状態判定手段M4により暖機状
態にあると判定されたときは、燃料噴射ポンプM2の燃
料噴射期間毎に、可変容積室の容積を所定回数増減変更
させる指令を容積変更手段M3に出力するものである。
The control means M5 means that when the warm-up state determining means M4 determines that the warm-up state is present, the control means M5 issues a command to increase or decrease the volume of the variable volume chamber a predetermined number of times during each fuel injection period of the fuel injection pump M2. It is output to the changing means M3.

例えば、暖機状態にあるときは、1回の燃料噴射開始時
から終了時まで圧電素子に高電圧の印加および放電を所
定回数繰り返して多段噴射を行なう指令を出力するよう
構成できる。
For example, when in a warm-up state, it can be configured to output a command to perform multi-stage injection by repeating application and discharge of a high voltage to the piezoelectric element a predetermined number of times from the start to the end of one fuel injection.

上記暖機状態判定手段M4、制御手段M5は、例えば、
各々独立したディスクリートな論理回路により実現でき
る。また、例えば、周知のCPUを始めとしてROM、
RAMおよびその他の周辺回路素子と共に論理演算回路
として構成され、予め定められた処理手順に従って上記
両手段を実現するものであってもよい。
The warm-up state determining means M4 and the control means M5 are, for example,
This can be realized using independent discrete logic circuits. In addition, for example, in addition to the well-known CPU, ROM,
It may be configured as a logic operation circuit together with a RAM and other peripheral circuit elements, and may realize both of the above means according to a predetermined processing procedure.

[作用コ 本発明のディーゼル機関の燃料噴射率制御装置は、第1
図に例示するように、ディーゼル機関M1の運転状態に
基づいて、該ディーゼル機関M1が暖機状態にあると暖
機状態判定手段M4により判定されたときは、燃料噴射
ポンプM2の燃料噴射期間毎に、該燃料噴射ポンプM2
の加圧室に連通ずる可変容積室の容積を所定回数増減す
る指令を、制御手段M5が容積変更手段M3に出力する
よう働く。
[Function] The fuel injection rate control device for a diesel engine according to the present invention has a first
As illustrated in the figure, when the warm-up state determining means M4 determines that the diesel engine M1 is in the warm-up state based on the operating state of the diesel engine M1, the fuel injection pump M2 is injected every time during the fuel injection period of the fuel injection pump M2. , the fuel injection pump M2
The control means M5 outputs to the volume changing means M3 a command to increase or decrease the volume of the variable volume chamber communicating with the pressurizing chamber a predetermined number of times.

すなわち、ディーゼル機関M1の暖機状態には、燃料噴
射ポンプM2の加圧室に連通ずる可変−容積室の容積を
容積変更手段M3により増減変更して噴射率を急激に変
化させ、燃料の大部分を高い噴射率で噴射させることに
より、上記ディーゼル機関M1の未だ充分に暖機されて
いない燃焼室壁面に燃料噴霧が付着するのを回避するの
である。
That is, when the diesel engine M1 is warmed up, the volume of the variable volume chamber communicating with the pressurizing chamber of the fuel injection pump M2 is increased or decreased by the volume changing means M3 to rapidly change the injection rate. By injecting this portion at a high injection rate, it is possible to avoid fuel spray from adhering to the wall surface of the combustion chamber of the diesel engine M1, which has not yet been sufficiently warmed up.

従って、本発明のディーゼル機関の燃料噴射率制御装置
は、暖機状態における燃料の噴射率を1噴射期間中に急
激に増減変更し、燃料の微粒化を促進するよう働く。
Therefore, the fuel injection rate control device for a diesel engine of the present invention works to rapidly increase or decrease the fuel injection rate in a warm-up state during one injection period to promote atomization of the fuel.

以上のように本発明の各構成要素が作用することにより
、本発明の技術的課題が解決される。
The technical problems of the present invention are solved by each component of the present invention acting as described above.

[実施例] 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の一実施例であるディーゼルエンジンの燃
料噴射率制御装置のシステム構成を第2図に示す。
[Example] Next, a preferred example of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 2 shows a system configuration of a fuel injection rate control device for a diesel engine, which is an embodiment of the present invention.

同図に示すように、ディーゼルエンジンの燃料噴射率制
御装置1は、ディーゼルエンジン2、該ディーゼルエン
ジン2に供給する燃料を加圧・圧送する分配型の燃料噴
射ポンプ3、該燃料噴射ポンプ3に併設された圧電アク
チュエータ4、該圧電アクチュエータ4を駆動する駆動
回路5と高電圧電源6およびこれらを制御する電子制御
装置(以下単にECUと呼ぶ。)7から構成されている
As shown in the figure, a fuel injection rate control device 1 for a diesel engine includes a diesel engine 2, a distribution type fuel injection pump 3 that pressurizes and pumps fuel to be supplied to the diesel engine 2, and a fuel injection rate control device 1 for a diesel engine. It is composed of a piezoelectric actuator 4 installed side by side, a drive circuit 5 for driving the piezoelectric actuator 4, a high voltage power supply 6, and an electronic control unit (hereinafter simply referred to as ECU) 7 for controlling these.

上記ディーゼルエンジン2は、シリンダ11、ピストン
12およびシリンダヘッド13から燃焼室14を形成し
、該燃焼室14には燃料噴射弁15が配設されている。
In the diesel engine 2, a cylinder 11, a piston 12, and a cylinder head 13 form a combustion chamber 14, and a fuel injection valve 15 is disposed in the combustion chamber 14.

上記分配型の燃料噴射ポンプ3には、上記ディーゼルエ
ンジン2から、該ディーゼルエンジン2のクランク軸に
ベルト等の伝動機構により連結されたドライブプーリ2
1を介して駆動力が伝達される。該ドライブプーリ21
に結合されたドライブシャフト22には、燃料フィード
ポンプであるベーン式ポンプ23、外周面に等間隔で複
数の突起を刻設したパルスギヤ24およびカップリング
25が接続されている。該カップリング25は、カムプ
レート26と一体的に結合されたプランジャ27の一端
側に連結され、該プランジャ27の他端部はシリンダ2
日内部に嵌入されている。カップリング25とプランジ
ャ27とは一体的に回転するが、プランジャ27は、同
図に矢印A、  Bで示す軸方向に往復動可能に支持さ
れている。なお、プランジャ27とカムプレート26と
はスプリング29により、同図に矢印Aで示す方向に付
勢されている。
The distribution type fuel injection pump 3 is connected to a drive pulley 2 connected to the crankshaft of the diesel engine 2 by a transmission mechanism such as a belt.
The driving force is transmitted via 1. The drive pulley 21
A vane type pump 23 serving as a fuel feed pump, a pulse gear 24 having a plurality of protrusions carved at equal intervals on the outer circumferential surface, and a coupling 25 are connected to the drive shaft 22 coupled to the drive shaft 22 . The coupling 25 is connected to one end of a plunger 27 that is integrally connected to a cam plate 26, and the other end of the plunger 27 is connected to the cylinder 2.
It is inserted into the interior of the day. The coupling 25 and the plunger 27 rotate together, and the plunger 27 is supported so as to be able to reciprocate in the axial direction indicated by arrows A and B in the figure. Note that the plunger 27 and the cam plate 26 are urged by a spring 29 in the direction shown by arrow A in the figure.

上記カップリング25とカムプレート26との間には、
ローラリング30が配設されている。該ローラリング3
0のカムプレート26に対向する面には、ローラリング
30の回転軸を中心とする円周に沿ってカムローラ31
が取り付けられている。カムプレート26の上記ローラ
リング30に対向する面には突起26aが突設されてい
る。ドライブシャフト22によりカップリング25を介
してカムプレート26に回転力が伝達され、ローラリン
グ30に圧接されたカムプレート26が回転することに
より、プランジャ27は回転すると共に、同図に矢印A
、  Bで示す方向に往復動し、燃料を分配圧送する。
Between the coupling 25 and the cam plate 26,
A roller ring 30 is provided. The roller ring 3
On the surface facing the cam plate 26 of 0, a cam roller 31 is arranged along the circumference around the rotation axis of the roller ring 30.
is installed. A protrusion 26a is provided on the surface of the cam plate 26 facing the roller ring 30. Rotational force is transmitted to the cam plate 26 by the drive shaft 22 via the coupling 25, and the cam plate 26, which is in pressure contact with the roller ring 30, rotates, thereby rotating the plunger 27.
, reciprocates in the direction shown by B to distribute and pressure feed fuel.

燃料噴射ポンプ3のハウジング32の頭部には、シリン
ダ2日の嵌合によりブロック33が取り付けられている
。該ブロック33内部には、上記プランジャ27および
シリンダ2日により加圧室34が形成されている。上記
プランジャ27は、外周面に気筒数に対応して形成され
てハウジング32内部の燃料を吸入する燃料導入凹部3
5を有し、該吸入した燃料を上記加圧室34内部で昇圧
する。
A block 33 is attached to the head of the housing 32 of the fuel injection pump 3 by fitting with the cylinder 2. A pressurizing chamber 34 is formed inside the block 33 by the plunger 27 and the cylinder 2. The plunger 27 has fuel introduction recesses 3 formed on the outer peripheral surface corresponding to the number of cylinders and sucking fuel inside the housing 32.
5, and pressurizes the sucked fuel inside the pressurizing chamber 34.

また、上記プランジャ27は、上記ディーゼルエンジン
20気筒数に対応して外周面に凹設され、上記昇圧した
燃料を分配する分配ボート36および上記昇圧した燃料
のうちの余剰燃料を溢流するスピルボート37を備える
。さらに、上記プランジャ27の上記スピルボート37
近傍には、該プランジャ27による燃料の加圧終了時期
を調節して燃料噴射量を制御するスピルリング38が摺
動自在に外嵌されている。なお、上記ブロック33には
、上記分配水−ト36に連通ずる燃料供給通路39a、
該燃料供給通路39aに接続されたデリバリバルブ40
aが配設されている。該デリバリバルブ40aは、燃料
パイプ41を介して既述した燃料噴射弁15に接続され
ている。
Further, the plunger 27 is recessed in the outer peripheral surface corresponding to the number of cylinders of the diesel engine 20, and includes a distribution boat 36 for distributing the pressurized fuel and a spill boat 37 for overflowing surplus fuel of the pressurized fuel. Equipped with. Furthermore, the spill boat 37 of the plunger 27
A spill ring 38 is slidably fitted around the spill ring 38, which controls the amount of fuel injection by adjusting the timing at which the plunger 27 finishes pressurizing the fuel. The block 33 includes a fuel supply passage 39a communicating with the distribution water port 36;
A delivery valve 40 connected to the fuel supply passage 39a
a is arranged. The delivery valve 40a is connected to the fuel injection valve 15 described above via a fuel pipe 41.

上記圧電アクチュエータ4は、ケーシング51、該ケー
シング51内部の中空部と液密的、かつ、摺動自在に嵌
合するピストン52、該ピストン52にその一端部が当
接し、他端部がケーシング51の中空部下端面に固定さ
れた圧電素子53、該圧電素子530発生する電荷、あ
るいは、上記圧電素子δ3に供給する電荷の導通路であ
る信号線54から構成されている。上記圧電アクチュエ
ータ4は、上記ケーシング51の先端外周部に刻設され
た螺子部51aにより上記燃料噴射ポンプ3のブロック
33に[され、上記ケーシング51の中空部、上記ピス
トン52の上端面52aおよび上記ブロック33から可
変容積室55を形成しており、該可変容積室55は、連
通孔56により上記燃料噴射ポンプ3の加圧室34に連
通している。上記圧電素子53はPZTから成る円板状
部材を複数枚積層した構造をなし、信号線54から電荷
が供給されると、同図に矢印Cで示す方向に伸張して上
記ピストン52を同方向に摺動させるので、上記可変容
積室55の容積は減少し、一方、信号線54を介して電
荷を放電すると、同図に矢印りで示す方向に収縮して上
記ピストン52を同方向に摺動させるので、上記可変容
積室55の容積は増加する。なお、上記可変容積室55
内部の燃料圧力の増加に伴って同図に矢印りで示す方向
の圧縮力が上記圧電素子53に作用すると、該圧縮力に
起因する歪に応じた量の電荷を上記圧電素子53は信号
線54に放電する。
The piezoelectric actuator 4 includes a casing 51, a piston 52 that is fluid-tightly and slidably fitted into a hollow part inside the casing 51, one end of which is in contact with the piston 52, and the other end of which is in contact with the casing 51. It is composed of a piezoelectric element 53 fixed to the lower end surface of the hollow, and a signal line 54 which is a conduction path for charges generated by the piezoelectric element 530 or charges supplied to the piezoelectric element δ3. The piezoelectric actuator 4 is connected to the block 33 of the fuel injection pump 3 by a threaded portion 51a carved on the outer periphery of the distal end of the casing 51, and is connected to the block 33 of the fuel injection pump 3 in the hollow portion of the casing 51, the upper end surface 52a of the piston 52, and the A variable volume chamber 55 is formed from the block 33, and the variable volume chamber 55 communicates with the pressurizing chamber 34 of the fuel injection pump 3 through a communication hole 56. The piezoelectric element 53 has a structure in which a plurality of disc-shaped members made of PZT are laminated, and when an electric charge is supplied from a signal line 54, it expands in the direction shown by arrow C in the figure and moves the piston 52 in the same direction. As the variable volume chamber 55 is slid in the direction shown in FIG. Since the variable volume chamber 55 is moved, the volume of the variable volume chamber 55 increases. Note that the variable volume chamber 55
When a compressive force in the direction indicated by the arrow in the figure acts on the piezoelectric element 53 as the internal fuel pressure increases, the piezoelectric element 53 transfers an amount of charge to the signal line in accordance with the strain caused by the compressive force. 54.

ところで、上記構成の燃料噴射ポンプ3は、ドライブシ
ャフト22の回転に伴い、ベーン式ポンプ23、カムプ
レート26およびプランジャ27が回転し、該カムプレ
ート26の突起26aがローラリング30のカムローラ
31から乗り下げる過程でプランジャ27は燃料の吸入
行程に移行してハウジング32内部の燃料を加圧室34
、連通孔56および可変容量室55内部に導入し、一方
、上記カムプレート26の突起26aがローラリング3
0のカムローラ31に乗り上げる過程でプランジャ27
は燃料の圧縮行程に移行して加圧室34、連通孔56お
よび可変容量室55内部の燃料を昇圧する。したがって
、可変容量室55の容積が増加すると加圧・圧送される
燃料の圧力は通常圧縮行程時より低下し、一方、可変容
量室55の容積が減少すると加圧・圧送される燃料の圧
力は通常圧縮行程時より上昇する。
Incidentally, in the fuel injection pump 3 having the above configuration, the vane pump 23, the cam plate 26, and the plunger 27 rotate as the drive shaft 22 rotates, and the protrusion 26a of the cam plate 26 rides off the cam roller 31 of the roller ring 30. During the lowering process, the plunger 27 moves to the fuel suction stroke and pumps the fuel inside the housing 32 into the pressurizing chamber 34.
, into the communication hole 56 and the inside of the variable capacity chamber 55, while the protrusion 26a of the cam plate 26 is inserted into the roller ring 3.
In the process of riding on the cam roller 31 of 0, the plunger 27
moves to a fuel compression stroke and increases the pressure of the fuel inside the pressurizing chamber 34, the communication hole 56, and the variable capacity chamber 55. Therefore, when the volume of the variable capacity chamber 55 increases, the pressure of the pressurized and force-fed fuel decreases from that during the normal compression stroke.On the other hand, when the volume of the variable capacity chamber 55 decreases, the pressure of the pressurized and force-fed fuel decreases. It rises more than during the normal compression stroke.

上記圧電アクチュエータ4を駆動する駆動回路5は、高
電圧電源6に並列接続されたコンデンサ61、該コンデ
ンサ61と上記圧電アクチュエータ4との間に直列接続
された通電用サイリスタ62および通電用コイル63、
上記圧電アクチュエータ4に並列接続された放電用サイ
リスタ64および放電用コイル65、既述したECU7
から伝達される駆動回路制御信号である矩形信号の立ち
上がり時(ON)に上記通電用サイリスタ62にトリガ
パルスを出力し、一方、上記矩形信号の立ち下がり時(
OFF)に上記放電用サイリスタ64にトリガパルスを
出力するトリガ発生器66から構成されている。
A drive circuit 5 for driving the piezoelectric actuator 4 includes a capacitor 61 connected in parallel to a high voltage power source 6, a current-carrying thyristor 62 and a current-carrying coil 63 connected in series between the capacitor 61 and the piezoelectric actuator 4;
A discharge thyristor 64 and a discharge coil 65 connected in parallel to the piezoelectric actuator 4, and the ECU 7 described above.
A trigger pulse is output to the energizing thyristor 62 at the rising edge (ON) of a rectangular signal that is a drive circuit control signal transmitted from
The trigger generator 66 outputs a trigger pulse to the discharge thyristor 64 when the discharge thyristor 64 is turned off.

上記構成の駆動回路5は、高電圧電源6で発生した高電
圧を一旦コンデンサ61に蓄電し、ECU7からの矩形
信号の立ち上がり時に通電用サイリスタ62が導通状態
(ON)になると上記コンデンサ61に蓄電された電荷
を圧電アクチュエータ4に供給し、一方、ECU7から
の矩形信号の立ち下がり時に放電用サイリスタ64が導
通状態(ON)になると上記圧電アクチュエータ4に蓄
電された電荷を放電する。
The drive circuit 5 having the above configuration temporarily stores the high voltage generated by the high voltage power supply 6 in the capacitor 61, and when the energizing thyristor 62 becomes conductive (ON) at the rise of the rectangular signal from the ECU 7, the high voltage is stored in the capacitor 61. On the other hand, when the discharge thyristor 64 becomes conductive (ON) at the fall of the rectangular signal from the ECU 7, the charge stored in the piezoelectric actuator 4 is discharged.

上記ディーゼルエンジンの燃料噴射率制御装置1は検出
器として、上記燃料噴射ポンプ3のドライブプーリ21
の突起21aの接近時に上記ディーゼルエンジン2の各
気筒の燃料噴射行程を検出する基準信号発生センサ71
、上記パルスギヤ24に近接対向し、上記ドライブシャ
フト22の回転速度からディーゼルエンジン2の回転速
度Neを検出する回転速度センサ72、上記ディーゼル
エンジン2の冷却水温度THWを検出する水温センサ7
3、該ディーゼルエンジン2のシリンダブロックの壁面
温度であるブロック温度THEを検出するブロック温度
センサ74およびディーゼルエンジン2の始動時にスタ
ータ信号を出力するスタータスイッチ75を備える。
The fuel injection rate control device 1 for the diesel engine includes a drive pulley 21 of the fuel injection pump 3 as a detector.
A reference signal generation sensor 71 detects the fuel injection stroke of each cylinder of the diesel engine 2 when the protrusion 21a approaches.
, a rotational speed sensor 72 that closely faces the pulse gear 24 and detects the rotational speed Ne of the diesel engine 2 from the rotational speed of the drive shaft 22; and a water temperature sensor 7 that detects the cooling water temperature THW of the diesel engine 2.
3. A block temperature sensor 74 that detects a block temperature THE, which is the wall temperature of the cylinder block of the diesel engine 2, and a starter switch 75 that outputs a starter signal when starting the diesel engine 2 are provided.

上述したECU7は、CPU7a、ROM7b。The ECU 7 mentioned above includes a CPU 7a and a ROM 7b.

RAM7c、  タイマ7dを中心に論理演算回路とし
て構成され、コモンバス7eを介して人出力部7fに接
続されて外部との人出力を行なう。上記各センサおよび
スイッチの検出信号および圧電素子53の圧電素子電圧
は人出力部7fを介してCPU7aに入力され、一方、
CPU7aは人出力部7fを介して上記駆動回路5およ
び高電圧電源6に制御信号を出力する。なお、上記駆動
回路5およびECU7には、車載バッテリ76からイグ
ニッションスイッチ77を介して電力が供給される。
It is configured as a logic operation circuit centering around a RAM 7c and a timer 7d, and is connected to a human output section 7f via a common bus 7e to perform human output with the outside. The detection signals of the above-mentioned sensors and switches and the piezoelectric element voltage of the piezoelectric element 53 are input to the CPU 7a via the human output section 7f, and on the other hand,
The CPU 7a outputs a control signal to the drive circuit 5 and the high voltage power supply 6 via the human output section 7f. Note that power is supplied to the drive circuit 5 and the ECU 7 from an on-vehicle battery 76 via an ignition switch 77.

次に、上記ECU7が実行する燃料噴射制御処理を第3
図に示すフローチャートに、噴射率制御処理を第4図に
示すフローチャートに、各々基づいて説明する。まず、
燃料噴射制御処理を第3図のフローチャートに基づいて
説明する。本燃料噴射制御処理は、上記スタータ信号の
人力に伴って実行される。まず、ステップ100では、
初期化処理が行われる。続くステップ110では、既述
した各センサの検出信号を読み込む処理が行われる。次
にステップ120に進み、上記ステップ110で読み込
んだブロック温度THBが、予め定められた基準ブロッ
ク温度THBOを上回るか否かを判定し、肯定判断され
ると、もはやディーゼルエンジン2は暖機状態を終了し
たものとして一旦本燃料噴射制御処理を終了して通常運
転時の燃料噴射制御処理を実行し、一方、否定判断され
ると、未だ暖機状態に有るものとしてステップ200に
進む。暖機状態にあると判定されたときに実行されるス
テップ200では、後述する噴射率制御処理を実行した
後、再び上記ステップ110に戻る。以後、本燃料噴射
制御処理は、スタータ信号が人力される毎に、上記ステ
ップ100〜200を実行する。
Next, the fuel injection control process executed by the ECU 7 is performed in a third mode.
The injection rate control process will be explained based on the flowchart shown in the figure and the flowchart shown in FIG. 4, respectively. first,
The fuel injection control process will be explained based on the flowchart of FIG. This fuel injection control process is executed in accordance with the human power of the starter signal. First, in step 100,
Initialization processing is performed. In the following step 110, a process of reading the detection signals of each sensor described above is performed. Next, the process proceeds to step 120, where it is determined whether or not the block temperature THB read in step 110 exceeds a predetermined reference block temperature THBO. If the determination is affirmative, the diesel engine 2 is no longer warmed up. The present fuel injection control process is assumed to have been completed, and the fuel injection control process during normal operation is executed. On the other hand, if a negative determination is made, the process proceeds to step 200, assuming that the process is still in a warm-up state. In step 200, which is executed when it is determined that the engine is in the warm-up state, an injection rate control process, which will be described later, is executed, and then the process returns to step 110. Thereafter, in this fuel injection control process, steps 100 to 200 are executed each time the starter signal is input manually.

次に、上記燃料噴射制御処理のステップ200で実行さ
れる噴射率制御処理を第4図のフローチャートに基づい
て説明する。本噴射率制御処理は、上記燃料噴射制御処
理のステップ120で否定判断された場合に実行される
。まず、ステップ210では、圧電素子電圧Vを読み込
む処理が行われる。続くステップ220では、上記ステ
・ンブ210で読み込んだ圧電素子電圧Vが、予め定め
られた制御開始電圧70以上であるか否かを判定し、否
定判断されると、未だ圧縮行程にある燃料噴射ポンプ3
の加圧室34内部の圧力、すなわち、燃料噴射管内圧力
Pが充分上昇してないものとして再び上記ステップ21
0に戻り、一方、肯定判断されると、燃料噴射管内圧力
Pが燃料噴射弁開弁圧力PO近傍まで上昇したものとし
てステップ230に進む。燃料噴射管内圧力Pが充分上
昇していると判定されたときに実行されるステップ23
0では、1燃料噴射期間中に行われる間欠的な燃料噴射
の回数を計数するカウンタの計数値iを値1にセットす
る処理が行われる。続くステップ240では、タイマ7
dをリセット・スタートして計時を開始する処理が行わ
れる。次にステップ250に進み、上記圧電アクチュエ
ータ4に電荷を供給(ON) Ll、電圧Viを印加す
る駆動回路制御信号を、上記駆動回路5に出力する処理
が行われる。本ステップ250の処理により、圧電アク
チュエータ4に、予め定められて上記ROM7b内部に
記憶されているマツプから上記カウンタの計数値lに基
づいて算出される高電圧Viが印加されて圧電素子53
が伸張し、上記可変容積室55の容積を減少させるので
、燃料噴射管内圧力Pは上昇する。次にステップ260
に進み、タイマ計時値τが、燃料噴射時間に基づいて予
め定められ、上記ROM7b内部に記憶されているマツ
プから上記カウンタの計数値iに応じて算出される基準
時間τiを上回ったか否かを判定し、否定判断されると
、末だ1噴射朋間のうちの第1回目の燃料噴射期間にあ
るものとして、再び上記ステップ250に戻り、一方、
肯定判断されると、既に1噴射期間のうちの第1回目の
燃料噴射期間が終了したものとして、ステップ270に
進む。1噴射朋間のうちの第1回目の燃料噴射期間終了
時に実行されるステップ270では、上記圧電アクチュ
エータ4から電荷を放電(OFF)する駆動回路制御信
号を、上記駆動回路5に出力する処理が行われる。本ス
テップ270の処理により、圧電アクチュエータ4の電
荷は放電されて圧電素子53が収縮し、上記可変容積室
55の容積を増加させるので、燃料噴射管内圧力Pは通
常の圧力に戻る。続くステップ280では、上記カウン
タの計数値iに値1を加算する処理が行われる。次にス
テップ290に進み、上記ステップ280で加算された
カウンタの計数値iが、予め定められて上記ROM7b
内部に記憶されているマツプから算出される基準回数1
0を上回ったか否かを判定し、否定判断されると、末だ
1噴射期間が終了していないものとして、再び上記ステ
ップ240に戻り、一方、肯定判断されると、既に1噴
射期間が終了したものとして、−旦本噴射率制御処理を
終了し、制御は既述した燃料噴射制御処理に移行する。
Next, the injection rate control process executed in step 200 of the fuel injection control process will be explained based on the flowchart of FIG. 4. This injection rate control process is executed when a negative determination is made in step 120 of the fuel injection control process. First, in step 210, a process of reading the piezoelectric element voltage V is performed. In the following step 220, it is determined whether the piezoelectric element voltage V read by the step 210 is equal to or higher than a predetermined control start voltage 70, and if a negative determination is made, the fuel injection which is still in the compression stroke is performed. pump 3
Assuming that the pressure inside the pressurizing chamber 34, that is, the pressure P inside the fuel injection pipe, has not risen sufficiently, step 21 is performed again.
On the other hand, if an affirmative determination is made, it is assumed that the fuel injection pipe internal pressure P has increased to near the fuel injection valve opening pressure PO, and the process proceeds to step 230. Step 23 executed when it is determined that the fuel injection pipe internal pressure P has increased sufficiently
0, a process is performed in which the count value i of a counter that counts the number of intermittent fuel injections performed during one fuel injection period is set to the value 1. In the following step 240, timer 7
A process of resetting and starting d and starting time measurement is performed. Next, the process proceeds to step 250, in which a process is performed in which a drive circuit control signal for supplying charge (ON) Ll and applying voltage Vi to the piezoelectric actuator 4 is output to the drive circuit 5. Through the process of step 250, the piezoelectric actuator 4 is applied with a high voltage Vi calculated based on the count value l of the counter from a predetermined map stored in the ROM 7b, and the piezoelectric element 53 is
expands and reduces the volume of the variable volume chamber 55, so the pressure P inside the fuel injection pipe increases. Then step 260
Then, it is determined whether or not the timer clock value τ exceeds a reference time τi, which is predetermined based on the fuel injection time and calculated according to the count value i of the counter from the map stored in the ROM 7b. If the determination is negative, it is assumed that the fuel injection period is the first of the last one injection period, and the process returns to step 250, and, on the other hand,
If an affirmative determination is made, it is assumed that the first fuel injection period of one injection period has already ended, and the process proceeds to step 270. In step 270, which is executed at the end of the first fuel injection period in one injection period, a process of outputting a drive circuit control signal for discharging (turning off) the charge from the piezoelectric actuator 4 to the drive circuit 5 is carried out. It will be done. Through the process of step 270, the electric charge of the piezoelectric actuator 4 is discharged, the piezoelectric element 53 contracts, and the volume of the variable volume chamber 55 is increased, so that the fuel injection pipe internal pressure P returns to the normal pressure. In the subsequent step 280, a process of adding 1 to the count value i of the counter is performed. Next, the process proceeds to step 290, where the count value i of the counter added in step 280 is stored in the ROM 7b as determined in advance.
Standard number of times 1 calculated from internally stored map
It is determined whether or not the value exceeds 0, and if a negative determination is made, it is assumed that one injection period has not yet ended, and the process returns to step 240. On the other hand, if an affirmative determination is made, one injection period has already ended. Assuming that the injection rate control process has been completed, the present injection rate control process is terminated, and the control proceeds to the fuel injection control process described above.

以後、本噴射率制御処理は、上記燃料噴射制御処理でス
テップ200が実行される毎に、上記ステップ210〜
290を実行する。
From then on, this injection rate control process performs steps 210 to 210 every time step 200 is executed in the fuel injection control process.
Execute 290.

次に、上記噴射率制御の様子の一例を、第5図のタイミ
ングチャートに従って説明する。燃料噴射ポンプ3が圧
縮行程に移行すると、加圧室34、連通孔56および可
変容積室55内部の燃料圧力、すなわち、燃料噴射管内
圧力Pが上昇し始め、該燃料噴射管内圧力Pにより圧電
アクチュエータ4内部の圧電素子53は圧縮力を受ける
ので、圧電素子電圧Vが上昇し、時刻T1に到ると、制
御開始電圧VO以上になる。このため、該時刻T1から
時間τ1に亘って、圧電アクチュエータ4に高電圧■1
が印加されるので、圧電素子53は伸張し、可変容積室
55の容積が減少する。従って、燃料噴射管内圧力Pは
上昇し、燃料噴射弁開弁圧力POを上回るので、充分昇
圧された燃料により、本パ科噴射期間における第1回目
の噴射が開始され、噴射率は迅速に増加する。上記時刻
T1から基準時間τ1経過すると、本燃料噴射期間にお
ける第1回目の噴射が終了するため、圧電アクチュエー
タ4に印加されていた電荷が放電されるので、圧電素子
53は収縮し、可変容積室55の容積が増加する。従っ
て、燃料噴射管内圧力Pは低下し、燃料噴射弁開弁圧力
POを下回るので、本燃料噴射期間における第1回目の
噴射が終了し、噴射率も速やかに減少する。次に、時刻
T2から時間τ2に亘って圧電アクチュエータ4に高電
圧V2が印加され、本燃料噴射期間における第2回目の
噴射が行われる。ざらに、時刻T3から時間τ3に亘っ
て圧電アクチュエータ4に高電圧V3が印加され、本燃
料噴射期間における最後の間欠的燃料噴射である第3回
目の噴射が行われる。この第3回目の噴射終了時に、本
燃料噴射期間の全ての燃料噴射が終了するため、上記噴
射率制御処理が一旦終了し、制御は既述した燃料噴射制
御処理に移行する。以後、ディーゼルエンジン2が暖機
状態にある間は、上述のような制御が継続して行われる
Next, an example of the injection rate control described above will be explained with reference to the timing chart of FIG. 5. When the fuel injection pump 3 shifts to the compression stroke, the fuel pressure inside the pressurizing chamber 34, the communication hole 56, and the variable volume chamber 55, that is, the fuel injection pipe internal pressure P starts to rise, and the fuel injection pipe internal pressure P causes the piezoelectric actuator to Since the piezoelectric element 53 inside the piezoelectric element 4 receives a compressive force, the piezoelectric element voltage V rises and becomes equal to or higher than the control start voltage VO at time T1. Therefore, from time T1 to time τ1, high voltage ■1 is applied to the piezoelectric actuator 4.
is applied, the piezoelectric element 53 expands, and the volume of the variable volume chamber 55 decreases. Therefore, the fuel injection pipe internal pressure P rises and exceeds the fuel injection valve opening pressure PO, so the first injection in the main injection period is started with the sufficiently pressurized fuel, and the injection rate increases rapidly. do. When the reference time τ1 has elapsed from the above-mentioned time T1, the first injection in the main fuel injection period ends, and the charge applied to the piezoelectric actuator 4 is discharged, so the piezoelectric element 53 contracts and the variable volume chamber The volume of 55 increases. Therefore, the fuel injection pipe internal pressure P decreases and becomes lower than the fuel injection valve opening pressure PO, so the first injection in the main fuel injection period ends and the injection rate also quickly decreases. Next, high voltage V2 is applied to piezoelectric actuator 4 over time τ2 from time T2, and the second injection in the main fuel injection period is performed. Roughly speaking, high voltage V3 is applied to piezoelectric actuator 4 over time τ3 from time T3, and the third injection, which is the last intermittent fuel injection in the main fuel injection period, is performed. At the end of this third injection, all fuel injections in the main fuel injection period are completed, so the injection rate control process is once completed, and the control shifts to the fuel injection control process described above. Thereafter, while the diesel engine 2 is in a warm-up state, the above-described control is continuously performed.

なお本実施例において、ディーゼルエンジン2がディー
ゼル機関M1に、燃料噴射ポンプ3が燃料噴射ポンプM
2に、圧電アクチュエータ4と駆動回路5と高電圧電源
6とが容積変更手段M3に、各々該当する。また、ブロ
ック温度センサ74とECU?および該ECU7の実行
する処理(ステップ110.120)が暖機状態判定手
段M4に、ECU7および該ECU7の実行する処理の
うちステップ(210〜290)が制御手段M5とし。
In this embodiment, the diesel engine 2 is the diesel engine M1, and the fuel injection pump 3 is the fuel injection pump M1.
2, the piezoelectric actuator 4, the drive circuit 5, and the high voltage power supply 6 each correspond to the volume changing means M3. Also, block temperature sensor 74 and ECU? The processing executed by the ECU 7 (steps 110 and 120) is assigned to the warm-up state determining means M4, and the ECU 7 and steps (210 to 290) of the processing executed by the ECU 7 are assigned to the control means M5.

て、各々機能する。and each function.

以上説明したように本実施例によれば、暖機状態にある
ディーゼルエンジン2のシリンダブロック壁面のブロッ
ク温度THBが基準温度THBOより低く、燃料噴霧が
燃焼室14壁面に付着し易いときは、圧電アクチュエー
タ4の作動により燃料噴射管内圧力Pを急激に増減変更
するので、燃料噴射の開始時期から終了時期に亘って、
高圧、かつ、間欠的な高噴射率燃料噴射を可能にする噴
射率制御を実現できる。
As explained above, according to this embodiment, when the block temperature THB of the cylinder block wall surface of the diesel engine 2 in the warm-up state is lower than the reference temperature THBO and fuel spray is likely to adhere to the combustion chamber 14 wall surface, the piezoelectric Since the fuel injection pipe internal pressure P is rapidly increased or decreased by the operation of the actuator 4, from the start time to the end time of fuel injection,
Injection rate control that enables high pressure and intermittent high injection rate fuel injection can be realized.

このように、暖機状態にあるディーゼルエンジン2に噴
射される燃料の、1噴射朋間内での噴射率変化に起因す
る多段噴射の実現により、燃焼室14内部の燃料噴霧の
微粒化が促進されるため、噴射された燃料噴霧の燃焼室
壁面への付着を未然に防止し、暖機時間の短縮等、暖機
性能が向上する。
In this way, by realizing multistage injection due to changes in the injection rate within one injection period of the fuel injected into the diesel engine 2 in a warm-up state, atomization of the fuel spray inside the combustion chamber 14 is promoted. This prevents the injected fuel spray from adhering to the wall surface of the combustion chamber, thereby improving warm-up performance such as shortening warm-up time.

また、上記のように暖機状態における燃焼が迅速に進行
するため、ディーゼルエンジン2の燃焼室温度の上昇に
より、排気中の水分や炭化水素(HC)の冷却を防止で
きるので、白煙や刺激臭の排出を抑制できる。
In addition, as combustion progresses rapidly in the warm-up state as described above, the temperature of the combustion chamber of the diesel engine 2 rises, which prevents the moisture and hydrocarbons (HC) in the exhaust from cooling, resulting in white smoke and irritation. Odor emissions can be suppressed.

さらに、暖機状態における燃焼が円滑に行われるため、
未燃燃料が減少するので、排気中に含有される炭化水素
(HC)や−酸化炭素(CO)等の有害成分の排出量の
低減により、排気浄化性能が向上する。
Furthermore, since combustion occurs smoothly during warm-up,
Since the amount of unburned fuel is reduced, the amount of harmful components such as hydrocarbons (HC) and carbon oxides (CO) contained in the exhaust gas is reduced, and the exhaust purification performance is improved.

また、ディーゼルエンジン2の暖機補助対策として、例
えば、吸気加熱用ヒータの配設、暖機時燃料噴射増量制
御、暖機時燃料噴射時期進角制御等、専用の暖機補助装
置の配設や制御処理の実行を必要としない簡単な構成で
暖機性能を向上できるので、ディーゼルエンジンの燃料
噴射率制御装置1の信頼性および耐久性を向上でき、し
かも、装置の車両搭載時の実装性や汎用性も拡大する。
In addition, as measures to assist in warming up the diesel engine 2, for example, installation of a heater for heating intake air, fuel injection increase control during warm-up, fuel injection timing advance control during warm-up, and other dedicated warm-up auxiliary devices are installed. Since warm-up performance can be improved with a simple configuration that does not require execution of control processing or control processing, the reliability and durability of the diesel engine fuel injection rate control device 1 can be improved, and the device is easy to implement when mounted on a vehicle. and expands versatility.

さらに、燃料噴射ポンプ3の圧縮行程において、圧電ア
クチュエータ4の出力する圧電素子電圧■に基づいて、
燃料噴射管内圧力Pが燃料噴射弁開弁圧PO近傍に上昇
したことを判定して該圧電アクチュエータ4を伸張させ
るので、専用の燃料噴射管内圧力センサ等の検出器を配
設しないで、正確、かつ、速やかな噴射開始時期の検出
が可能になり、噴射率制御の制御精度や応答性が向上す
る。
Furthermore, in the compression stroke of the fuel injection pump 3, based on the piezoelectric element voltage ■ output from the piezoelectric actuator 4,
Since the piezoelectric actuator 4 is extended by determining that the fuel injection pipe internal pressure P has increased to the vicinity of the fuel injection valve opening pressure PO, accurate and Moreover, it becomes possible to promptly detect the injection start timing, and the control accuracy and responsiveness of injection rate control are improved.

また、圧電アクチュエータ4の伸張・収縮を所定時間τ
iに亘って所定回数i回繰り返して行なうので、1噴射
期間中に複数回実行される噴射の各噴射開始時に、燃料
噴射管内圧力Pを常時高圧に昇圧できる。
In addition, the piezoelectric actuator 4 is expanded and contracted for a predetermined time τ.
Since this is repeated a predetermined number of times over i, the fuel injection pipe internal pressure P can always be raised to a high pressure at the start of each injection performed multiple times during one injection period.

なお、本実施例では、暖機状態の判断をブロック温度T
HBに基づいて行ったが、例えば、ディーゼルエンジン
2の冷却水温度THWが基準冷却水温度THWO未満の
場合に暖機状態にあると判定するよう構成しても良い。
In this embodiment, the warm-up state is determined based on the block temperature T.
Although the determination was made based on HB, for example, it may be determined that the diesel engine 2 is in a warm-up state when the coolant temperature THW is less than the reference coolant temperature THWO.

また、例えば、スタータ信号が人力されて始動状態が完
了した時期から所定時間経過後までは暖機状態にあると
判定するよう構成することもできる。
Further, for example, the engine may be configured to be determined to be in the warm-up state until after a predetermined period of time has elapsed from the time when the starter signal is input manually and the starting state is completed.

さらに、圧電アクチュエータ4の伸張・収縮を所定時間
τiに亘って所定回数i回繰り返して行なうので、該所
定時間τiおよび所定回数1を変更設定すると、噴射期
間が短い場合から長い場合まで、あらゆる燃料噴射制御
に適用できる。
Furthermore, since the piezoelectric actuator 4 is repeatedly expanded and contracted a predetermined number i times over a predetermined time τi, by changing the predetermined time τi and the predetermined number of times 1, the piezoelectric actuator 4 is extended and contracted repeatedly for a predetermined time τi and a predetermined number of times 1. Applicable to injection control.

なお、本実施例では、スピルリング3日の位置により燃
料噴射制御を行なう燃料噴射ポンプ3について説明した
が、例えば、加圧室とポンプハウジング内部の低圧室と
の間に電磁弁である溢流弁を介装し、該溢流弁の開閉に
より燃料噴射制御を行なう燃料噴射ポンプに適用しても
、同様な効果を奏する。
In this embodiment, the fuel injection pump 3 has been described in which the fuel injection is controlled based on the position of the spill ring. Similar effects can be obtained even when applied to a fuel injection pump that is equipped with a valve and controls fuel injection by opening and closing the overflow valve.

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に回答限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and it goes without saying that it can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. .

1亙−及工 以上詳記したように本発明の本発明のディーゼル機関の
燃料噴射率制御押装置は、ディーゼル機関の暖機状態に
は、燃料噴射ポンプの加圧室に連通ずる可変容積室の容
積を容積変更手段により増減変更して噴射率を急激に変
化させ、燃料の大部分を高い噴射率で噴射することによ
り、上記ディーゼル機関の未だ充分に暖機されていない
燃焼室壁面に燃料噴霧が付着するのを回避するよう構成
されている。このため、暖機状態にあるディーゼル機関
に供給される燃料の噴射率が1噴射朋間中に所定回数急
激に増減変化し、燃料は高い噴射率で噴射されて微粒化
し、燃焼室壁面への燃料噴霧の付着は抑制されるので、
円滑な燃焼および暖機状態の迅速な完了を実現でき、暖
機運転特性が飛躍的に向上するという優れた効果を奏す
る。
1. Construction As detailed above, the fuel injection rate control device for a diesel engine according to the present invention has a variable volume chamber communicating with a pressurizing chamber of a fuel injection pump when the diesel engine is warmed up. By increasing or decreasing the volume of the diesel engine using a volume changing means to rapidly change the injection rate, and injecting most of the fuel at a high injection rate, the fuel is transferred to the wall surface of the combustion chamber, which has not yet been sufficiently warmed up, of the diesel engine. Constructed to avoid spray adhesion. For this reason, the injection rate of the fuel supplied to the warm-up diesel engine changes rapidly a predetermined number of times during one injection period, and the fuel is injected at a high injection rate and becomes atomized, causing it to flow into the combustion chamber wall. Adhesion of fuel spray is suppressed, so
Smooth combustion and quick completion of the warm-up state can be realized, and the warm-up operation characteristics are dramatically improved, which is an excellent effect.

また、上記のように燃焼が円滑に進行するので、白煙や
刺激臭の発生を充分抑制できる。
Furthermore, since combustion proceeds smoothly as described above, the generation of white smoke and irritating odors can be sufficiently suppressed.

さらに、暖機状態における未燃燃料の生成を防止できる
ので、排気中に含有される炭化水素(HC)や−酸化炭
素(CO’)等の有害成分の排出量を低減でき、排気浄
化性能も高まる。
Furthermore, since the generation of unburned fuel during warm-up can be prevented, the amount of harmful components such as hydrocarbons (HC) and carbon oxides (CO') contained in the exhaust gas can be reduced, and the exhaust purification performance can also be improved. It increases.

また、ディーゼル機関の暖機促進対策として、例えは、
吸気加熱、暖機時燃料増量、暖機時燃料噴射時間進角等
、専用の暖機補助手段を設けることなく暖機性能を向上
できるので、装置構成が簡略化できると共に、装置の信
頼性・耐久性も高まり、さらに、装置の実装性や汎用性
も拡大するという利点も生じる。
In addition, as a measure to promote warming up of diesel engines, for example,
Warm-up performance can be improved without providing dedicated warm-up auxiliary means, such as intake air heating, increased fuel volume during warm-up, and advance of fuel injection time during warm-up, which simplifies the device configuration and improves device reliability and Durability is also increased, and there are also advantages in that the device's mountability and versatility are expanded.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の内容を概念的に例示した基本的構成図
、第2図は本発明一実施例のシステム構成図、第3図、
第4図は同じくその制御を示すフローチャート、第5図
は同じくその制御卸の様子を示すタイミングチャートで
ある。 Ml ・・・ ディーゼル機関 M2 ・・・ 燃料噴射ポンプ M3 ・・・ 容積変更手段 M4 ・・・ 暖機状態判定手段 M5 ・・・ 制御手段 1 ・・・ ディーゼルエンジンの 燃料噴射率制御装置 2 ・・・ ディーゼルエンジン 3 ・・−燃料噴射ポンプ 4 ・・・ 圧電アクチュエータ 5 ・・・ 駆動回路 6 ・・・ 高電圧電源 7 ・・・ 電子制faj装置 (E CU )7a 
・・・ CPU 34 ・・・ 加圧室 55 ・・・ 可変容積室 72 ・・・ 回転速度センサ 73 ・・・ 水温センサ 74 ・・・ ブロック温度センサ 75 ・・・ スタータスイッチ
Fig. 1 is a basic configuration diagram conceptually illustrating the contents of the present invention, Fig. 2 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 3,
FIG. 4 is a flowchart showing the same control, and FIG. 5 is a timing chart showing the state of the control. Ml... Diesel engine M2... Fuel injection pump M3... Volume changing means M4... Warm-up state determining means M5... Control means 1... Diesel engine fuel injection rate control device 2...・Diesel engine 3...Fuel injection pump 4...Piezoelectric actuator 5...Drive circuit 6...High voltage power supply 7...Electronic Faj unit (ECU) 7a
... CPU 34 ... Pressurization chamber 55 ... Variable volume chamber 72 ... Rotation speed sensor 73 ... Water temperature sensor 74 ... Block temperature sensor 75 ... Starter switch

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ディーゼル機関に供給する燃料の圧力を昇圧する加
圧室および該加圧室に連通する可変容積室を有する燃料
噴射ポンプと、 上記可変容積室の容積を、外部からの指令に従って変更
する容積変更手段と、 上記ディーゼル機関の運転状態に基づいて、該ディーゼ
ル機関が暖機状態にあるか否かを判定する暖機状態判定
手段と、 該暖機状態判定手段により暖機状態にあると判定された
ときは、上記燃料噴射ポンプの燃料噴射期間毎に、上記
可変容積室の容積を所定回数増減変更させる指令を上記
容積変更手段に出力する制御手段と、 を備えたことを特徴とするディーゼル機関の燃料噴射率
制御装置。
[Scope of Claims] 1. A fuel injection pump having a pressurizing chamber for increasing the pressure of fuel supplied to a diesel engine and a variable volume chamber communicating with the pressurizing chamber; a volume changing means for changing the volume according to a command; a warm-up state determining means for determining whether or not the diesel engine is in a warm-up state based on the operating state of the diesel engine; control means for outputting a command to the volume changing means to increase or decrease the volume of the variable volume chamber a predetermined number of times during each fuel injection period of the fuel injection pump when it is determined that the fuel injection pump is in the state; A fuel injection rate control device for a diesel engine featuring:
JP1641188A 1988-01-27 1988-01-27 Fuel injection rate control device for diesel engine Pending JPH01193056A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5365657A (en) * 1976-11-25 1978-06-12 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Gas discharge display panel
JPS62182445A (en) * 1986-02-06 1987-08-10 Nippon Soken Inc Injection rate control method for fuel injecting device for diesel engine

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